嵌入式系统-复习大纲

嵌入式系统-复习大纲
嵌入式系统-复习大纲

1嵌入式系统概述

1.什么是嵌入式系统?

IEEE(国际电气和电子工程师协会)对嵌入式系统的定义是:嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置。”

国内普遍认可的嵌入式系统的定义是:“嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,并且软硬件可裁剪,适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。”

2.与通用计算机相比,嵌入式系统有哪些特点?

与通用计算机系统相比,嵌入式系统具有以下特点:

(1)多样性

(2)专用紧凑

(3)实时响应

(4)健壮可靠

(5)嵌入式操作系统支持

(6)需要专门的开发工具和环境

3.嵌入式微处理器有哪几类?试举例说明。

最为常见的嵌入式处理器有ARM系列、Motorola公司的68k系列(包含

Coldfire系列)、Intel公司的x86系列、IBM公司的POWER PC系列、Sun Microsystems的SPARC、Hitachi的SuperH系列和MIPS等。

4.嵌入式系统的硬件、软件各由哪些部分组成.

其中硬件主要指嵌入式微处理器和外围设备,软件则包括嵌入式操作系统及应用软件,

5.嵌入式软件开发的交叉开发环境如何组成。

2 嵌入式系统基本设计方法

6.嵌入式系统微处理器选型应考虑哪些方面的需求。P29

考虑系统外围设备的思路为:

①总线的需求;

②有没有通用串行接口;

③是否需要USB总线;

④有没有以太网接口;

⑤系统内部是否需要IIC总线、SPI总线;

⑥音频D/A连接的IIS总线;

⑦外设接口;

⑧系统是否需要A/D或者D/A转换器;

⑨系统是否需要I/O控制接口。

7.目前常见嵌入式操作系统有哪些?

(1)Windows CE

(2)嵌入式Linux

(3)VxWorks

(4) μC/OS及μC/OS-II

8.嵌入式系统调试按使用设备分哪3类。P34

(1)仿真器方式

(2)监控器方式

(3)源程序模拟器方式

3 嵌入式微处理器arm

9.ARM微处理器有何特点

10.ARM7系列、ARM9系列处理器的特点

11.ARM微处理器的工作状态、存储格式、指令流水线。

12.7种处理器模式各有何用途。

13.ARM状态下包括哪些通用寄存器、状态寄存器。R13、R143、R15的作用。

14.CPSR、SPSR寄存器中各位的作用,怎样对它们操作以改变各位状态。

15.ARM有哪些异常、优先级如何?ARM微处理器如何处理异常?

16.ARM指令格式。寻址方式有哪些?各有何特点?

17.在ARM的立即寻址方式下其立即数如何在指令编码中表示?

18.跳转、加载/存储指令、数据处理、程序状态寄存器处理指令的常见使用方

法。

19.ADR和ADRL伪指令的作用,二者的区别是什么?LDR伪指令的作用是什么?

其主要用途是什么?

20.伪指令DCB、DCW、DCD、SPACE的作用。AREA、ALIGN、CODE16、CODE32、ENTRY、

EQU指令的作用。

4 嵌入式系统存储器和常用接口

21.嵌入式系统存储器有哪几种,它们的特点分别是什么.

嵌入式存储器与普通存储器相同,按照易失性分为两种:易失性存储器和非易失性存储器。

4.1.1 易失性存储器

易失性存储器主要包括SRAM和DRAM。

(1)SRAM

SRAM(静态随机存储器)

存储密度小

4管结构,占用较大芯片面积

价格较高

功耗较高

容量较小

存取速度快

接口时序简单

(2)DRAM(动态随机存储器)

存储密度大

单管结构

单位存储成本较低

功耗较低

容量较大

接口时序复杂

需要刷新电路

(3)EEPROM

非挥发

存储密度小

单位存储成本较高

容量小

写入有限制,页写要等待

接口时序简单,一般采用串行接口

小量参数存储

4.1.2 非易失性寄存器

1) Flash概述

主要目标是替代EEPROM

存储容量大

读取速度快

成本低

保护机制

不足之处

必须先擦除后写入

擦写速度较慢

必须以Block方式写入

(1)NOR Flash——英特尔所发展的架构

随机读取任意单元的内容,读取速度较快,写入和擦除速度较低,可在单位块上直接进行数据的读写

应用程序可以直接在Flash内运行

常用于BIOS存储器和微控制器的内部程序存储器等

(2)NAND Flash——东芝所发展的架构

读取速度较NOR Flash慢,写入和擦除速度要比NOR Flash快很多

在相同密度下,成本较NOR型低

适用于大容量存储装置(SSD、U盘)

22.s3c2410的OM[1:0]的作用。

OM[1:0]是S3C2410X的总线控制信号。它用于接收外部的输入信号,从而设置S3C2410X为测试模式或者设置Ngcs0的总线宽度。具体为:00为Nand Flash 模式,01为16位宽度,10为32位宽度,11为测试模式。

23.s3c2410x存储系统的特征,BANK1~7的总线宽度如何设置。

S3C2410X的存储系统有下列主要特征:

支持数据的大端和小端模式存储(可以由软件选择);

地址空间有8个存储体,每个存储体可达128MB,总共可达1GB;

所有存储体得存取位数均可编程改变(8位、16位、32位,Bank0只支持16/32位);

总共8个存储体,其中6个支持ROM,SRAM;另外2个除支持ROM,SRAM外,还支持SDAM等;

7个存储体的起始地址固定,1个存储体的起始地址可编程改变;

所有存储体的访问周期可编程改变;

从外部来的等待信号可以扩展总总线周期。

总是宽度设置:

因为Bank0通常都是系统自举ROM存储体(被映射到地址0x0000_0000处),所以必须在访问ROM之前定义Bank0的总线(16/32位)。通过[1:0](注)来配置Bank0的总线宽度。如表4.2所示。其他存储体的总线宽度只能在系统复位后由程序设置特殊寄存器BWSCON的相应位设定。

24.Nand-Flash 与Nor-Flash的区别

(1)NOR Flash——英特尔所发展的架构

随机读取任意单元的内容,读取速度较快,写入和擦除速度较低,可在单位块上直接进行数据的读写

应用程序可以直接在Flash内运行

常用于BIOS存储器和微控制器的内部程序存储器等

(2)NAND Flash——东芝所发展的架构

读取速度较NOR Flash慢,写入和擦除速度要比NOR Flash快很多

在相同密度下,成本较NOR型低

适用于大容量存储装置(SSD、U盘)

25.S3C2410各个外围接口的功能

26.什么是LCD的虚拟显示,了解触摸屏的工作原理。

27.ARM编程操作普通I/O端口,参考实验程序

6嵌入式Linux基础

28.常见的嵌入式Linux操作系统?

(1) uCLinux

uCLinux是micro-Conrol-Linux的缩写,它是Lineo公司的主打产品,同时也是开放源码的嵌入式Linux的典范之作。

uCLinux主要是针对目标处理器没有存储管理单元MMU(Memory Management Unit)的嵌入式系统而设计的。

(2)RT-Linux

这是由美国墨西哥理工学院开发的嵌入式Linux操作系统。

(3)bluecat

bluecat由Lynux Works提供。

(4)MontaVista Linux

MontaVista Linux的内核带有实时扩展,支持X86,StringARM,XScale,PPC,MIPS,superH等CPU。

29.嵌入式Linux开发的步骤

在一个嵌入式系统中使用嵌入式Linux进行开发,根据应用需求的差异有不同的配置开发方法,大体上都要经过如图6.2所示的过程。

(1)建立开发环境

操作系统一般使用某一个发行版本的Linux系统,如Red Hat Linux等。

(2)配置开发主机

配置MiniCom,一般的参数为波特率115 200 bps,数据位8位,停止位1,无奇偶校验,软件硬件流控设为无。

(3)建立引导装载程序Bootloader

从网络上下载一些公开源代码的Bootloader,如U-BOOT,BLOB,VIVI,Lilo,ARM-BOOT和RED-BOOT等,根据自己具体芯片进行移植修改。

(4)下载已经移植好的Linux操作系统

如uCLinux,ARM-Linux,PPC-Linux等,最好的情况是,已经有针对所选择的CPU平台的嵌入式Linux系统,下载后再添加自己的特定硬件的驱动程序,进行调试修改。

(5)建立根文件系统

可以从https://www.360docs.net/doc/dd76585.html,/下载BusyBox软件,对其进行功能裁减,得到一个最基本的根文件系统,再根据自己的应用需要添加其他的程序。

(6)建立应用程序的flash磁盘分区

(7)开发应用程序

嵌入式Linux一般都包括独立的根文件系统。

(8)产品的测试和发布

7嵌入式Linux的Bootloader

30.Bootloader 的概念

从开机上电到操作系统启动需要一个引导过程。嵌入式Linux系统同样离不开引导程序,这个引导程序就叫做Bootloader。

31.Bootloader引导操作系统启动的3种方式及其特点。

因为Bootloader的主要功能是引导操作系统的启动,所以下面对各种启动方式及其特点进行介绍。

(1)网络启动方式

Bootloader已安装到板上EPROM或Flash,通过以太网下载Linux内核映像或文件系统.

(2)磁盘启动方式

传统的Linux系统运行在台式机或者服务器上,这些计算机一般都使用BIOS 引导,并且使用磁盘作为存储介质。也就是说,BIOS并不直接引导操作系统,硬盘的主引导区上还需要一个引导程序,由它把操作系统从磁盘中引导起来。

除了传统的Linux系统上的引导程序以外,还有其他一些引导程序,也可以支持磁盘引导启动。

(3)Flash启动方式

Flash有很多类型,包括NOR Flash,NAND Flash和其他半导体盘(如m-system 公司的DOC和DOM等)。

Bootloader存储在Flash芯片上,Linux内核映像和Ramdisk文件系统也可以存储在Flash.

// Ramdisk-把系统内存划出一部分当作硬盘使用.

32.Bootloader中进行内存映射的目的。

33.Bootloader 的烧写的两种方式的特点,它们的区别?

Bootloader的烧写有两种方式:通过JTAG口烧写和通过串口烧写。

在Flash被格式化且内存里野没有Bootloader的时候,此时在目标板上不存在Bootloader,或者存在需要被替换的Bootloader,就需要通过JTAG口把Bootloader烧写到板子上。JTAG主要是通过CPU的引脚把Bootloader的数据写入到目标板的存储设备上。

串口烧写主要用于更新和升级Bootloader,此时在目标板的Flash上可能不存在Bootloader,但是在SDRAM中存在Bootloader,可以通过内存中Bootloader的相关命令将新的Bootloader通过串口烧写到目标板上。烧写过程要用到串口,在Windows下可以通过超级终端来访问目标板来进行烧写,在Linux 下可以通过minicom烧写。

34.Bootloader启动流程。启动分为哪2个阶段,每个阶段主要完成哪些操作。

ARM9的异常中断向量表存放在哪里。

1)start.s文件

(1)定义入口

(2)设置异常向量

(3)设置CPU模式

(4)设置若干寄存器

(5)CPU、协处理器和RAM初始化

(6)程序复制以及栈的初始化

(7)跳转到RAM中运行

Bootloader启动的阶段主要由start.s文件完成。

ARM9要求异常中断向量表必须设置在从0地址开始,连续8*4字节的空间,分别是复位、未定义指令错误、软件中断、预去指令错误、数据存取错误、一个保留的中断向量以及IRQ 和FIQ。

8嵌入式Linux内核

35.嵌入式Linux内核的移植的基本内容.P184

所谓Linux移植就是把Linux操作系统针对具体的目标平台做必要改写之后,把内核从一种硬件平台转移到另外一种硬件平台上运行。

一般来说,Liunx内核版本越新,则对目标板的支持能力就越强。

36.虚拟存储器、ARM9中MMU对嵌入式Linux的作用是什么?

(课本没有具体提到,只有图分析)

9嵌入式Linux文件系统

37.Linux 文件系统的特点。

38.Linux文件的类型。

39.嵌入式Linux的3种专用文件系统的基本了解。

40.Busybox的功能是什么?

10嵌入式Linux 设备驱动程序

41.Linux设备分为哪3类,各自特点?Linux如何通过设备号表示设备?

42.Linux的可加载模块的优点。

43.file_operations结构体类型定义了什么?其功能是什么?

44.理解Linux设备驱动程序的编写步骤。

11嵌入式Linux系统应用程序开发

45.使用gcc 进行Linux 应用程序编译的过程。

46.了解make和Makefile的作用。

47.列举几种常用的嵌入式Linux GUI开发工具。

12 Windows https://www.360docs.net/doc/dd76585.html,操作系统

48.理解Windows https://www.360docs.net/doc/dd76585.html,的分层体系结构。

49.理解内核文件NK.exe、CORE.DLL的原理和功能、系统调用过程。

50.Windows https://www.360docs.net/doc/dd76585.html,的XIP和non-XIP程序执行方式有何区别? Windows https://www.360docs.net/doc/dd76585.html,

的3种文件系统。

51.了解基于Windows CE的嵌入式产品的开发流程。了解PlatformBuilder的

功能。

52.Windows CE中BSP包括那些部分?各部分的功能是什么?

53.Windows https://www.360docs.net/doc/dd76585.html,的系统开发包括哪3方面。Windows https://www.360docs.net/doc/dd76585.html,为应用程序员

提供哪3种API(3种编程的模式)?其特点各是什么?

54.Windows https://www.360docs.net/doc/dd76585.html,的开发工具主要分为哪2类。

嵌入式系统期末考试题库及答案

嵌入式系统期末考试题库及答案 《嵌入式系统》试题库 《嵌入式系统》试题库 一、填空题 1、嵌入式系统的基本定义为:以应用中心,以计算机技术为基础,软件硬件可裁剪,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 2、从模块结构来看,嵌入式系统由三大部分组成,分别是:硬件、软件和开发平台。 3、从层次角度来看,嵌入式系统由四大部分组成,分别是:应用软件层、操作系统层、板级支持包(或硬件抽象层)和硬件层。 4、嵌入式产品的主要度量指标包括:上市时间、设计成本和产品质量。 5、嵌入式系统的设计过程包括:需求分析、规格说明、体系结构设计、构件设计、系统集成和系统测试。 6、需求分析包括:功能性需求分析和非功能性需求分析。 7、确定输入信号是数字信号还是模拟信号属于功能性需求。 8、确定系统的物理尺寸和重量属于非功能性需求。 9、在嵌入式系统的设计过程中,其中规格说明解决“做什么”。 10、在嵌入式系统的设计过程中,其中体系结构设计解决“如何做”。 11、在嵌入式系统的设计过程中,软硬件划分应该在体系结构设计阶段完成。12、在嵌入式系统的设计过程中,处理器的选择应该在体系结构设计阶段完成。13、在嵌入式系统的设计过程中,嵌入式操作系统的选择应该在体系结构设计阶段完成。14、在嵌入式系统的设计过程中,完成原理图设计应在构件设计阶段完成。15、在嵌入式系统的设计过程中,完成版图设计应在构件设计阶段完成。16、在嵌入式系统的设计过程中,完成软件设计应在构件设计阶段完成。 17、反映嵌入式系统设计人员的水平能力主要在于总体设计(需

求分析、规格说明和体系结构设计)和系统调试。 18、设计流程指的是设计过程中所经历的过程步骤。 19、设计重用技术主要分为基于IP 核的模块级重用和基于平台的系统级重用。20、软硬件协同设计由系统描述、软硬件划分、软硬件协同综合以及软硬件协同模拟与验证几个阶段组成。 21、嵌入式处理器的分类包括三种,分别是:嵌入式微处理器、微控制器(或单片机)和 第1 页共44 页 1 《嵌入式系统》试题库 数字信号处理器(DSP)。 22、列举常见的ARM 系列处理器:ARM7 系列、ARM9 系列、ARM11 系列、Cortex-M 系列、Cortex-R 系列、Cortex-A 系列等。 23、ARM 系列微处理器支持的数据类型有:字节、半字和字等三种类型。24、ARM 系列微处理器支持的字数据存储格式有:大端格式和小端格式。25、ARM 系列处理器通过执行BX 或者BLX 指令来实现工作状态的切换。26、列举常见的存储器类型:SRAM、DRAM、Flash、EEPROM 等。27、对于RAM 存储器主要有两种,分别是:SRAM 和DRAM。 28、在时钟信号边沿到来之前的一段时间内,数据信号必须保持稳定,这段时间称为器件的建立时间;在时钟信号边沿到来之后的一段时间内,数据信号必须保持稳定,这段时间称为器件的保持时间。 29、总线是在多于两个模块(设备、子系统)之间传送信息的公共通路。30、总线的功能是信息共享和交换。 31、总线由传输信息的物理介质和管理信息传输的协议组成。 32、挂接在总线上的设备依据启动总线事务的能力可以分为主设备和从设备。33、总线协议依据同步方式可分为同步时序协议和异步时序协议。34、总线仲裁方式可分为集中式仲裁和分布式仲裁。

江苏科技大学通信专业嵌入式系统设计及应用_复习大纲

嵌入式系统设计复习 题型: 1、填空,15分左右 2、选择,30分左右 3、简答题40分左右 4、综述15分左右 第一章嵌入式系统概述 提纲: 1、掌握嵌入式系统的定义 2、了解嵌入式系统的一般组成 嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序 (嵌入式系统一般由嵌入式计算机和执行部件组成。其中嵌入式计算机是整个嵌入式系统的核心,主要包括硬件层、中间层、系统软件层以及应用软件层) 知识点: 1、嵌入式系统的定义与特点 定义:是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统 特点:软件硬件可裁剪 ①专用性:嵌入式系统具有特定的功能,用于特定的任务; ②低成本:嵌入式系统极其关注成本; ③低功耗:嵌入式系统大都有功耗的要求; ④高实时性OS; ⑤嵌入式系统的运行环境广泛; ⑥嵌入式系统的软件通常要求固态化存储; ⑦嵌入式系统的软件、硬件可靠性要求更高; 2.RISC指令系统的特点 答:指令系统:RISC设计者把上要精力放在那些经常使用的指令上,尽量使它们具有简单高效的特色。对不常用的功能,常通过组合指令来实现。因此,在RISC机器上实现特殊功能时,效率可能较低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。 存储器操作:RISC对存储器操作有限制,使控制简单化 程序:RISC汇编语言程序一般需要较大的内存空间,实现特殊功能时程序复杂,不易设计 中断:RISC机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断 CPU:由于RISC CPU包含少的单元电路,因而面积小、功耗低 设计周期:RISC微处理器结构简单,布局紧凑,设计周期短,且易于采用最新技术易用性:RISC微处理器结构简单,指令规整,性能容易把握,易学易用 应用范围:由于RISC指令系统的确定与特定的应用领域有关,所以RISC机器更适合于嵌入式应用 3、嵌入式系统由硬件与软件组成,其中软件的组成 答:由实时多任务操作系统、文件系统、图形用户界面接口、网络系统及通用组件模块组成 4、嵌入式系统的运行可靠性指标

嵌入式系统期末考试试卷 习题

1.下面哪一种工作模式不属于ARM特权模式(A)。 A.用户模式B.系统模式C.软中断模式D.FIQ模式 2.ARM7TDMI的工作状态包括( D )。 A.测试状态和运行状态B.挂起状态和就绪状态 C.就绪状态和运行状态D.ARM状态和Thumb状态 3.下面哪个Linux操作系统是嵌入式操作系统( B )。 A.Red-hat Linux B.uclinux C.Ubuntu Linux D.SUSE Linux 4.使用Host-Target联合开发嵌入式应用,( B )不是必须的。 A.宿主机B.银河麒麟操作系统 C.目标机D.交叉编译器 5.下面哪个不属于Linux下的一个进程在内存里的三部分的数据之一(A)。 A.寄存器段B.代码段 C.堆栈段D.数据段 选择题(共5小题,每题2分,共10分) 1.下面哪个系统属于嵌入式系统( D )。 A.“天河一号”计算机系统B.IBMX200笔记本电脑 C.联想S10上网本D.Iphone手机 2.在Makefile中的命令必须要以(A)键开始。 A.Tab键B.#号键 C.空格键D.&键 3.Linux支持多种文件系统,下面哪种不属于Linux的文件系统格式( B )。 A.Ext B.FA T32 C.NFS D.Ext3 4.下面哪种不属于VI三种工作模式之一( D )。 A.命令行模式B.插入模式 C.底行模式D.工作模式 5.下面哪一项不属于Linux内核的配置系统的三个组成部分之一( C )。 A.Makefile B.配置文件(config.in) C.make menuconfig D.配置工具 1.人们生活中常用的嵌入式设备有哪些?列举4个以上(1) 手机,(2) 机顶盒,(3) MP3,(4) GPS。(交换机、打印机、投影仪、无线路由器、车载媒体、PDA、GPS、智能家电等等。) 2.ARM9处理器使用了五级流水线,五级流水具体指哪五级:(5) 取指,(6) 译码,(7) 执行,(8) 缓冲/数据,(9) 回写。 3.在Makefile中的命令必须要以(10) Tab 键开始。 4.Linux支持多种文件系统,主要包括哪些(写出其中4中就行)(11) Ext,(12) VFA T,(13) JFS,(14) NFS。(JFS、ReiserFS、Ext、Ext2、Ext3、ISO9660、XFS、Minx、MSDOS、UMSDOS、VFAT、NTFS、HPFS、NFS、SMB、SysV、PROC等) 5.VI的工作模式有哪三种:(15) 命令行模式,(16) 插入模式,(17) 底行模式。

嵌入式系统期末考试试卷 习题

1.下面哪一种工作模式不属于ARM特权模式( A )。 A.用户模式B.系统模式C.软中断模式D.FIQ模式 2.ARM7TDMI的工作状态包括( D )。 A.测试状态和运行状态B.挂起状态和就绪状态 C.就绪状态和运行状态D.ARM状态和Thumb状态 3.下面哪个Linux操作系统是嵌入式操作系统( B )。 A.Red-hat Linux B.uclinux C.Ubuntu Linux D.SUSE Linux 4.使用Host-Target联合开发嵌入式应用,( B )不是必须的。 A.宿主机B.银河麒麟操作系统 C.目标机D.交叉编译器 5.下面哪个不属于Linux下的一个进程在内存里的三部分的数据之一( A )。 A.寄存器段B.代码段 C.堆栈段D.数据段 选择题(共5小题,每题2分,共10分) 1.下面哪个系统属于嵌入式系统( D )。 A.“天河一号”计算机系统B.IBMX200笔记本电脑 C.联想S10上网本D.Iphone手机 2.在Makefile中的命令必须要以( A )键开始。 A.Tab键B.#号键 C.空格键D.&键 3.Linux支持多种文件系统,下面哪种不属于Linux的文件系统格式( B )。 A.Ext B.FAT32 C.NFS D.Ext3 4.下面哪种不属于VI三种工作模式之一( D )。 A.命令行模式B.插入模式 C.底行模式D.工作模式 5.下面哪一项不属于Linux内核的配置系统的三个组成部分之一( C )。 A.Makefile B.配置文件(config.in) C.make menuconfig D.配置工具 1.人们生活中常用的嵌入式设备有哪些?列举4个以上(1) 手机,(2) 机顶盒,(3) MP3,(4) GPS。(交换机、打印机、投影仪、无线路由器、车载媒体、PDA、GPS、智能家电等等。) 2.ARM9处理器使用了五级流水线,五级流水具体指哪五级:(5) 取指,(6) 译码,(7) 执行,(8) 缓冲/数据,(9) 回写。 3.在Makefile中的命令必须要以(10) Tab 键开始。 4.Linux支持多种文件系统,主要包括哪些(写出其中4中就行)(11) Ext,(12) VFAT,(13) JFS,(14) NFS。(JFS、ReiserFS、Ext、Ext2、Ext3、ISO9660、XFS、Minx、MSDOS、UMSDOS、VFAT、NTFS、HPFS、NFS、SMB、SysV、PROC等) 5.VI的工作模式有哪三种:(15) 命令行模式,(16) 插入模式,(17) 底行模式。

三种常用的嵌入式操作系统分析与比较

三种常用的嵌入式操作系统分析与比较 摘要:提要三种常用的嵌入式操作系统——Palm OS、Windows CE、Linux;在此基础上、分析、比较这三种嵌入式操作系统,给出它们之间的异同点及各自的适用范围。 1 嵌入式系统与嵌入式操作系统 1.1 嵌入式系统 嵌入式系统是以嵌入式计算机为技术核心,面向用户、面向产品、面向应用,软硬件可裁减的,适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。 嵌入式系统应具有的特点是:高可靠性;在恶劣的环境或突然断电的情况下,系统仍然能够正常工作;许多嵌入式应用要求实时性,这就要求嵌入式操作系统具有实时处理能力;嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起,它的升级换代也是具体产品同步进行;嵌入式系统中的软件代码要求高质量、高可靠性,一般都固化在只读存储器中或闪存中,也就是说软件要求固态化存储,而不是存储在磁盘等载体中。 1.2 嵌入式操作系统 嵌入式操作系统EOS (Embedded Operating System)是一种用途广泛的系统软件,过去它主要应用于工业控制和国防系统领域。EOS负责嵌入系统的全部软、硬件资源的分配、调度作,控制、协调并发活动;它必须体现其所在系统的特征,能够通过装卸某些模块来达到系统所要求的功能。目前,已推出一些应用比较成功的EOS产品系列。随着Internet技术的发展、信息家电的普及应用及EOS的微型化和专业化,EOS开始从单一的弱功能向高专业化的强功能方向发展。嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。EOS是相对于一般操作系统而方的,它除具备了一般操作系统最基本的功能,如任务调度、同步机制、中断处理、文件处理等外,还有以下特点: ①可装卸性。开放性、可伸缩性的体系结构。 ②强实时性。EOS实时性一般较强,可用于各种设备控制当中。 ③统一的接口。提供各种设备驱动接口。

LInux 嵌入式操作系统期末试题

1.简答题:请简单概括什么是嵌入式系统、并举出嵌入式系统的特点;(6分) 答: 嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可剪裁,适用于应用系统,对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统; 其特点如下: (1)嵌入式系统是面向特定系统应用的。 (2)嵌入式系统涉及计算机技术、微电子技术、电子技术、通信和软件等各个行业; 是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统; (3)嵌入式系统的硬件和软件都必须具有高度可定制性;只有这样才能适应嵌入式系 统应用的需要,在产品价格和性能方面具备竞争力; (4)嵌入式系统的生命周期相当长。 (5)嵌入式系统不具备本地系统开发能力,通常需要有一套专门的开发工具和环境。 2.嵌入式操作系统的优势:1.低成本开发系统 2.可应用多种硬件平台 3.可定制内核 4. 性能优异 5.良好的网络支持 3.linux文件类型:1.普通文件 2.目录文件 3.链接文件 4.设备文件 a.块设备文件(硬 盘:/dev/hda1)b.字符设备(串行端口接口设备) 4.linux文件属性:访问权限:r:可读w:可写x:可执行用户级别:u:文件拥有者g:所 属用户组 o:其他用户第一个字符显示文件类型:-普通d目录 l 链接… 5.简答题:(6分) linux目录结构:/bin 存放linux常用操作命令的执行文件(二进制文件) /boot 操作系统启动时所需要的程序 /dev Linux系统中使用的外部设备 /etc 系统管理时所需要的各种配置文件和子目录 /etc/rc.d Linux启动和关闭时要用到的脚本 /etc/rc.d/init Linux默认服务的启动脚本 /home 系统中默认用户工作根目录 /lib 存放系统动态链接共享库 /mnt软驱、光驱、硬盘的挂载点 /proc存放系统核心与执行程序所需信息、 /root超级用户登陆时的主目录 /sbin 存放管理员常用系统管理程序 /usr存放用户应用程序和文件 /var存放日志信息(答六点即可) 6.编写一个shell文件:创建studen01 –student30这30个用户,用户组为class1,之 后编写shell文件,删除所有用户

嵌入式系统复习资料

第1章嵌入式系统导论 1.嵌入式系统的概念: 是以现代计算机技术为基础,以应用为中心,可以根据系统或用户需求(功能、可靠性、成本、体积、功耗、环境等),灵活裁剪软硬件模块的专用计算机系统。 2.嵌入式系统的分类及分类依据: 嵌入式系统由硬件和软件两大部分组成,用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。前者是整个系统的物理基础,它提供软件运行平台和通信接口;后者实际控制系统的运行。 硬件:嵌入式微处理器、外围电路、外围硬件设备。 软件:BootLoader 、嵌入式操作系统、用户的应用程序等。 3.几种典型嵌入式操作系统:(1) uC/OS II (2)uCLinux (3)Windows CE (4)嵌入式Linux 等 4.任务调度: 任务的调度有三种方式:可抢占式、不可抢占式和时间片轮转。 【不可抢占式调度是指一个任务一旦获得CPU就独占其运行,除非由于某种原因使它决定放弃CPU的使用权; 可抢占式调度是基于任务优先级的,当前正在运行的任务可以随时让位给优先级更高的处于就绪态的其他任务; 当两个或两个以上任务有同样的优先级时,不同任务轮转使用CPU,直到系统分配的CPU时间片用完,这就是时间片轮转调度。】 目前,大多数嵌入式操作系统对不同优先级的任务采用基于优先级的可抢占式调度法,对相同优先级的任务则采用时间片轮转调度法。 5.针对有内存管理单元(MMU,Memory Management Unit)的处理器而设计的一些桌面操作系统,如Windows、Linux,使用了虚拟存储器的概念。 6.计算机的发展: 冯诺依曼架构:将指令和数据存放在同一存储空间中,统一编址,指令和数据通过同一总线访问。 哈佛结构(冯诺依曼架构的扩展):主要特点是程序和数据存储在不同的存储空间中,即程序存储器和数据存储器是两个相互独立的存储器,每个存储器独立编制、独立访问。CortexM3

南京工程学院嵌入式系统复习提纲

嵌入式系统复习 选择10’;填空20’;判断10’;5个简答30’;3大题:指令使用(LDMIA),组变量表变量; 1、ARM的寄存器 P32 通用寄存器:包括程序计数器PC、堆栈指针、其他通用寄存器 (1)不分组寄存器R0~R7:每种状态下都统一,注意不同模式下使用时的数据保护; (2)分组寄存器R8~R14: R8~R14为分组寄存器,对应的物理寄存器取决于当前的处理器模式; R8~R12有两个分组的物理寄存器。除FIQ模式之外的所有模式(R8~R12),FIQ模式 (R8_fiq~R12_fiq),有利于加快FIQ的处理速度; R13、R14分别有6个分组的物理寄存器。用于用户和系统描述,其余五组用于五种异常模式; R13堆栈指针(SP),要初始化,指向该异常向量专用的栈地址;保护现场; R14子程序链接寄存器(LR),功能:保存子程序返回地、设置为异常返回地址其他情况下R14 可作为通用寄存器使用。 (3)程序计数器R15(PC),指向当前指令的下两条指令的地址。 程序状态寄存器:任何模式下被访问,包含条件标志位、中断使能位、当前处理器模式标志、其他控制和状态位。 (1)标志域: 条件标志位:N符号、Z结果为0、C进位或借位、V溢出; Q标志位:用于指示增强的DSP指令是否发生溢出; J标志位:Jazelle状态。 (2)控制域:CPSR的低8位称为控制位,异常时变化。 运行模式控制位M[4:0]:控制处理器模式; 中断禁止位I、F:I=1时,禁止IRQ中断;F=1禁止FIQ中断; T控制位:说明指令是ARM指令还是Thumb指令。 2、进程状态变换图 P178 3、C语言参数传递的是数组,实质传递的是什么P135 地址;(好像是,我蒙的) 4、堆栈的增长方向(两种),满堆栈和空堆栈 P52 堆栈:数据结构,先进后出堆栈指针总指向栈顶。 (按生成方式)递增堆栈:低地址向高地址生成; 递减堆栈:高地址向低地址生成; (按指向位置)满堆栈:当堆栈指针指向最后压入堆栈的数据时; 空堆栈:当堆栈指针指向下一个将要放入数据的空位置时。 5、内存容量和地址总线、数据总线的关系。 存储器的容量= 2M × N M=地址线根数 N=数据线根数 6、操作系统的常用调度算法 P178 (翻书看具体什么意思) 最短周期优先SBF、优先级法、轮转法、多队列轮转法和多级反馈队列法、实时调度算法。

嵌入式操作系统期末考试答案

填空 1、嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪、适用于应用系统,对(功能)、(可靠性)、(成本)、(体积)、(功耗)严格要求的专用计算机系统。 2、嵌入式系统开发采用的交叉开发环境是由(宿主机)和(目标机)组成的。 3、挂载设备到文件系统的命令是(mount),从文件系统中卸载设备命令是(umounts)。 4、在系统提示符号输入vi及文件名称后,就进入vi全屏幕编辑画面,进入vi之后,是处于 (命令)模式,要切换到(编辑)模式才能够输入文字。 5、GCC的编译流程分为4个步骤,分别为:(预处理),编译,(汇编),链接。 6、Linux系统的设备分为三类:(字符设备)、(块设备)和网络设备。 7、操作系统的功能包(处理机管理)、(存储管理)、(设备管理)、(信息管理)、(作业管理)。 选择 1、下面哪点不是嵌入式操作系统的特点。(C) (A)内核精简(B)专用性强(C)功能强大(D)高实时性 2、嵌入式Linux下常用的文件系统不包括以下哪一项(A) (A)nfs(B)romfs(C)yaffs(D)jffs 3、下面关于Shell的说法,不正确的是:(D) (A)操作系统的外壳(B)用户与Linux内核之间的接口程序(C)一个命令语言解释器(D)一种和C语言类似的程序语言 4、在Bootloader()模式下,目标机可以通过通信手段从主机更新系统。(B) (A)启动加载模式(B)下载模式(C)实时模式(D)保护模式 5、文件exer1的访问权限为rw-r--r--,现要增加所有用户的执行权限和同组用户的写权限,下列命令正确的是: (A) (A)chmoda+xg+wexer1(B)chmod765exer1(C)chmodo+xexer1(D)chmodg+wexer1 6、在vi编辑环境中,下面()选项不是从命令行模式切换到插入模式。(C) (A)i(B)o(C)ESC(D)a 7、shell变量名命名中不包括()。(D) (A)字母(B)数字(C)下划线(D)括号 8、下列关于字符设备说法不正确的是()。(C) (A)以字节为单位逐个进行I/O操作(B)字符设备中的缓存是可有可无的 (C)支持随机访问(D)字符设备可以通过设备文件节点访问 9、以下哪一项是是硬盘设备文件()。(B) (A)fd0(B)hda(C)eth1(D)ht0 10、共享内存通信机制的缺点是()。(B) (A)需要花费额外的内存空间(B)需要使用额为的同步机制 (C)需要额外硬件支持(D)通信过程中需要反复读取内存,时间开销大 简答题 1.嵌入式操作系统在哪些方面较为突出的特点并请列举出4种目前较常用的手机嵌入 式操作系统。 四个方面:系统实时高效性硬件的相关依赖性软件固态化应用的专用性 四种手机操作系统:Window Mobile SymbianOSAndriod OSE

嵌入式复习题(含全部答案)

嵌入式系统复习题 一、填空题: 1、试列举三种主流的嵌入式处理器:( ARM )、( MIPS )、(PowerPC)。 2、ARM处理器共有(37)个寄存器,其中包括(31个通用寄存器)和(6个状态寄存器)。 3、寄存器R13在ARM指令中(堆栈指针SP )。R14也称(程序连接寄存器LR)在程序里的作用是(程序计数器PC的备份)。当发生中断或异常时,对应分组寄存器分别是(R14_svc、R14_irq、R14_fiq、R14_abt和R14_und用来保存R15的返回值)。 4、ARM微处理器支持两种指令集:(ARM)和(Thumb)。 5、寄存器R15用作(程序计数器PC)。该寄存器在ARM状态下,(位[1:0]为00),位[31:2]用于保存PC;在Thumb状态下,(位[0]为0),位[31:1]用于保存PC。 6、CPSR用作( 状态寄存器 ),CPSR可在任何运行模式下被访问。每一种运行模式下又都有一个专用的物理状态寄存器,称为(程序状态保存寄存器SPSR)。 7、Thumb状态下的寄存器集是ARM状态下寄存器集的一个子集,程序可以直接访问的通用寄存器是(R0—R7,PC,SP,LR,CPSR)。 8、ARM指令中条件执行功能是通过( 指令中添加条件码)来实现的,包含的条件码位于指令的最高(四)位。 9、试列举五种以上常见的嵌入式操作系统:(μC/OS-II)、(Vxworks)、(WinCE)、(Linux/μCLinux)、(PalmOS)。 10、计算机结构中,哈佛结构和冯?诺依曼结构的主要区别是(指令与数据分开),ARM7采用(冯?诺依曼结构),ARM9采用(哈佛结构)。 11、ARM处理器采用(Thumb指令)操作来访问SFR。 12、在ARM汇编语言程序设计中,语句一般是由(指令操作码)、(指令的条件码)、(目标寄存器编码)和(包含第一个操作数的寄存器编码)组成。 二、名词解释: 1、 ARM处理器:先进的RISC指令集处理器。广泛地使用在许多嵌入式系统设计。 2、交叉编译:在一种计算机环境中运行的编译程序,能编译出在另外一种环境下运行的代码,这个编译过程就叫交叉编译。 3、异常:异是导致程序中断运行的一种指令流。(是指CPU在执行指令时出现的错误,即不正常的情况。异常是与当前所执行的程序有关的,如存取数据或指令错误、计算结果溢出等。) 4、大端格式:字数据的高字节存储在低地址中,而字数据的低字节则存放在高地址中。 5、小端格式:低地址中存放的是字数据的低字节,高地址存放的是字数据的高字节。 6、寻址方式:处理器根据指令中给出的(地址)信息,寻找操作数(物理地址)的方式。 7、嵌入式系统:广义上:凡是不用于通用目的的可编程计算机设备,就可以算是嵌入式计算机系统。狭义上而言,嵌入式系统是指以应用为核心,以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,对功能、可靠性、成本、

嵌入式操作系统复习提纲-仅供参考

复习提纲―――仅供参考!!!!!!!!!! 第1部分嵌入式系统导论 嵌入式系统的定义 嵌入式计算机与通用计算机的异同 嵌入式系统的组成 嵌入式系统的特点及每个特点的说明 嵌入式系统的分类:按实时性分,嵌入式系统可分为几类?它们的特点是什么?|| 按软件结构分,嵌入式系统可分为几类?它们的优缺点是什么?分别适用于哪些系统?|| 前后台系统的组成和运行模式如何?需要考虑的主要因素有哪些?主要性能指标是什么?|| 单处理器多任务系统由哪些部分组成?其运行方式如何? 嵌入式的主要应用领域有哪些? 嵌入式系统的发展趋势 第2部分嵌入式系统硬件设计 嵌入式硬件系统由哪几部分组成 几个基本概念:冯.诺依曼与哈佛结构、流水线构、CISC和RISC、主存、外存、MPU、MMU、Cache、TCM、Write buffer、总线、异常、交叉编译、交叉开发、 寻址方式、堆栈 CISC和RISC的异同 ARM处理器的特点 ARM处理器的分类 ARM的异常类型及对异常的处理过程,异常的优先级 ARM微处理器的编程模型,CPU模式,处理器的工作状态,寄存器及寄存器的作用 CPSR寄存器 复位后,ARM处理器执行什么操作? ARM微处理器的内存和I/O:大小端,对齐方式,CPU和I/O的接口信息,I/O的映射方式 总线分类,总线的主要参数 AMBA总线及组成 串行总线 主存、外存 NOR和NAND Flash的异同 嵌入式系统设计主要步骤及每步骤的分析 最小系统组成及每部分作用 JTAG的作用及引脚 在嵌入式系统中,串口的作用 ARM指令系统:ARM寻址方式及ARM指令集 ARM处理器版本 ARM处理器指令系统 第3部分嵌入式软件系统 几个基本概念:软件、嵌入式操作系统体系结构、Bootloader、进程、任务、任务切换、中断、中断向量表、内存管理 嵌入式软件系统的分类 嵌入式软件系统的体系结构及每部分的组成和作用 嵌入式软件运行流程及每部分的作用 嵌入式软件的特点 嵌入式操作系统的分类 操作系统体系结构分类 嵌入式操作系统组成 嵌入式内核主要功能 嵌入式文件系统功能

嵌入式系统概论讲解

第一章嵌入式系统概论 参考习题 1、嵌入式系统本质上是什么系统? 答:从本质上讲,嵌入式系统中的计算机总是处于一种实时计算模式,也可以认为嵌入式计算机应具有某种实时性。也就是说,从嵌入式系统的广义概念考虑,嵌入式系统都可以看成是实时系统。 2、嵌入式系统开发与PC机软件开发的区别是什么? 答:嵌入式开发就是设计特定功能的计算机系统,形象的说就是开发一种嵌入在一个机器上实现特定功能的一个系统。PC的开发往往是上层应用程序,会更多的和业务流程,数据库,UI打交道。嵌入式的开发主要是和底层打交道,例如内存,NAND, 各种控制器,中断调度等等。当然现在也有很多需要在嵌入式设备上开发上层应用程序的需求了。 3、嵌入式系统基本概念? 答:嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软硬件可配置,对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格约束的专用系统。这类系统一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统(可选择)以及应用程序等四个部分组成的。 4、嵌入式系统分类?

答:(1)按微处理器位数划分 按所采用的处理器位数,可以分为4位、8位、16位、32位和64位系统。 (2)按应用类别划分 可以简单地划分为信息家电、通信、汽车电子、航空航天、移动设备、军用电子、工业控制、环境监控等各种类型。 (3)按系统的实时性划分 硬实时系统、软实时系统和自适应实时。 (4)按工业界应用的复杂程度划分 简单单处理器系统 可扩展单处理器系统 复杂嵌入式系统 制造或过程控制中使用的计算机系统 第二章ARM嵌入式微处理器技术基础 参考习题 1、ARM32位指令、16位指令的特点。 答:ARM微处理器支持32位的ARM指令集和16位Thumb指令集,每种指令集各有自己的优点和缺点:ARM指令集效率高,但代码密度低;Thumb指令集具有较高的代码密度,却仍保持ARM的大多数性能上的优势,可看做ARM指令集的子集。

全国计算机三级嵌入式系统开发技术考试大纲

全国计算机三级嵌入式系统开发技术考试大纲2014年全国计算机三级嵌入式系统开发技术考试大纲 开发技术考试大纲(2013年版) 基本要求 1.具有嵌入式系统、微电子技术、数字媒体以及计算机网络的基础知识 2.熟悉嵌入式微处理器的体系结构、功能特点,初步掌握ARM汇编语言程序设计 3.熟悉嵌入式系统硬件的组成,掌握常用I/O接口和I/O设备的控制技术 5.熟悉嵌入式系统的开发方法及常用工具,掌握开发嵌入式系统的基本技能 考试内容 一、嵌入式系统开发的基础知识 1.嵌入式系统的特点、分类、发展与应用 2.嵌入式系统的组成与微电子技术(集成电路、EDA、SoC、IP核等技术的.作用和发展) 3.嵌入式系统与数字媒体(文本、图像和音频/视频等数字媒体的表示与处理) 4.嵌入式系统与网络通信技术(数字通信与计算机网,TCP/IP协议,互联网接入技术等) 二、嵌入式处理器

1.嵌入式处理器的结构、特点与分类(不同类型的典型嵌入式处 理器及其特点,嵌入式处理器分类等) 2.ARM处理器内核的体系结构(工作状态,工作模式,寄存器组织,异常,数据类型与存储格式等) 3.典型ARM处理器内核(ARM9,Cortex-A,Cortex-M,Cortex-R 等的技术特点与应用领域) 4.ARM处理器指令系统及汇编语言程序设计(指令格式,寻址方式,指令集,伪指令,语句格式与程序结构,ARM汇编语言与C的 混合编程等) 三、嵌入式系统硬件组成 1.嵌入式硬件组成与嵌入式处理芯片(组成,特点,类型,ARM 的AMBA总线,嵌入式处理芯片的选型) 2.嵌入式系统的存储器(层次结构,分类,性能指标;片内存储器,片外存储器,外部存储设备等) 3.I/O接口、I/O设备以及外部通信接口(GPIO、I2C、SPI、UART、USB、HDMI等;键盘、LED、LCD、触摸屏、传感器等;RS-232/RS-485、CAN、以太网和常用无线通信接口) 4.基于ARM内核的典型嵌入式处理芯片(S3C2410/S3C2440芯片 的内部结构,如片上总线、DMA、时钟控制、中断控制、GPIO、UART、I2C、SPI、Timer、RTC、WDT及其他硬件组件) 四、嵌入式系统软件 1.嵌入式系统的软件组成与实时操作系统(嵌入式系统软件组成,嵌入式操作系统的发展,实时系统与实时操作系统,微内核与宏内核,嵌入式操作系统的仿真平台等) 2.板级支持软件包(BSP)和引导加载程序Bootloader(硬件抽象 层HAL,BSP的功能和移植,Bootloader的执行过程,U-boot及其 移植等)

嵌入式系统原理与接口复习要点及思考题答案(计)

各位:根据掌握要点认真复习,后面附有作业题答案。 第1章掌握要点 1.1.1节嵌入式系统的概念 1.1.3节嵌入式系统的特点 1.3节嵌入式处理器 1.4节嵌入式系统的组成(看课件,有补充的内容) 补:1.嵌入式系统开发过程? 2.嵌入式系统调试常用的基本方法 3.交叉编译和交叉调试 4.嵌入式操作系统 第2章掌握要点 2.1节计算机体系结构分类 2.3.1节 ARM和Thumb状态 2.3.2节 RISC技术 2.3.3节流水线技术 2.4.1 ARM存储系统 2.4.2 Cache:写通、写回、读操作分配cache、写操作分配cache、工作原理、地址映像 2.4.3节 ARM存储系统 补充: (见课件) 1. ARM简介:ARM的命名方式、5种变形

2.理解片内Flash的3种编程方法。 3.理解ARM7芯片存储器存储空间分布。(8个bank,每个bank32MB)第3章掌握要点 3.1节ARM编程模式:处理器模式、处理器工作状态、寄存器组织、 异常中断 3.2节指令格式和寻址方式 3.3节指令系统:掌握和熟练应用课件所讲的指令、可编程序段 第5章掌握要点 5.1节键盘接口:行扫描法原理、掌握编写驱动程序 5.2节 LED显示器接口:理解工作原理,掌握编写驱动程序 5.5.1节 UART异步串行接口:异步通信格式、接收的4种错误类型、初始化、发送程序、接收程序 第1章作业题答案: 1.什么是嵌入式系统? ?第一种,根据IEEE(国际电气和电子工程师协会)的定义:嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”(原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。 ?第二种,嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专 用计算机系统。

几种主流嵌入式操作系统分析

几种主流嵌入式操作系统分析 1.嵌入式Linux 嵌入式Linux(Embedded Linux)是指对标准Linux经过小型化裁剪处理之后,能够固化 在容量只有几KB或者几MB 字节的存储器芯片或者单片机中,是适合于特定嵌入式应用场合的专用Linux操作系统。在目前已经开发成功的嵌入式系统中,大约有一半使用的是Linux。 这与它自身的优良特性是分不开的。 嵌入式Linux 同Linux 一样,具有低成本、多种硬件平台支持、优异的性能和良好的网络支持等优点。另外,为了更好地适应嵌入式领域的开发,嵌入式Linux 还在Linux 基础上 做了部分改进,如下所示。 ? 改善的内核结构 Linux 内核采用的是整体式结构(Monolithic),整个内核是一个单独的、非常大的程序,这____________样虽然能够使系统的各个部分直接沟通,提高系统响应速度,但与嵌入式系统存储容量小、 资源有限的特点不相符合。因此,在嵌入式系统经常采用的是另一种称为微内核(Microkernel) 的体系结构,即内核本身只提供一些最基本的操作系统功能,如任务调度、内存管理、中断 处理等,而类似于文件系统和网络协议等附加功能则运行在用户空间中,并且可以根据实际 需要进行取舍。这样就大大减小了内核的体积,便于维护和移植。 ? 提高的系统实时性 由于现有的Linux 是一个通用的操作系统,虽然它也采用了许多技术来加快系统的运行 和响应速度,但从本质上来说并不是一个嵌入式实时操作系统。因此,利用Linux 作为底层 操作系统,在其上进行实时化改造,从而构建出一个具有实时处理能力的嵌入式系统,如RT-Linux 已经成功地应用于航天飞机的空间数据采集、科学仪器测控和电影特技图像处理等 各种领域。 嵌入式Linux 同Linux 一样,也有众多的版本,其中不同的版本分别针对不同的需要在内核等方面加入了特定的机制。嵌入式Linux 的主要版本如表4.1所示。 表4.1 嵌入式Linux主要版本 版本简单介绍 μCLinux 开放源码的嵌入式Linux 的典范之作。它主要是针对目标处理器没有存储管理单元 MMU,其运行稳定,具有良好的移植性和优秀的网络功能,对各种文件系统有完备 的支持,并提供标准丰富的API RT-Linux 由美国墨西哥理工学院开发的嵌入式Linux硬实时操作系统。它已有广泛的应用 Embedix 根据嵌入式应用系统的特点重新设计的Linux发行版本。它提供了超过25种的Linux 《嵌入式Linux应用程序开发详解》——第4章、嵌入式系统基础 系统服务,包括Web服务器等。此外还推出了Embedix的开发调试工具包、基于图 形界____________面的浏览器等。可以说,Embedix是一种完整的嵌入式Linux解决方案

嵌入式系统期末考试题1

嵌入式系统的设计可以分成三个阶段:分析、设计和实现 目前使用的嵌入式操作系统主要有 Windows CE/Windows Mobile Linux、uCos、和 Symbian XScale微处理器使用的是ARM公司ARMV5TE 版内核和指令集。微处理器有两种总线架构,使用数据和指令使用同一接口的是冯诺依曼,分开的指令和数据接口、取指和数据访问可以并行进行的是哈佛结构 ARM微处理器有七种工作模式,它们分为两类非特权模式、特权模式。其中用户模式属于非特权模式 ARM核有两个指令集,分别是ARM 、Thumb ARM微处理器复位后,PC(R15)的地址通常是0X0 , 初始的工作模式是supervisor 8、在ARM体系构架中对复杂的内存管理是通过系统控制协处理器cp15 和MMU(存储管理部件)来进行的。当系统发生Data Abort(数据)异常和Prefetch Abort(指令领取)异常时,异常处理程序透过嵌入式操作系统的内存管理机制,通过MMU交换物理内存和虚拟内存的页面,以保证程序正常执行。 9、构建嵌入式系统开发环境的工具链有多种,其中开放源码的工具链是GNU 工具链,ARM公司提供的工具链是ADS工具链 1、写一条 ARM 指令,完成操作r1 = r2 * 4(4分) MOV R1,R2, LSL #3 2、初始值R2=5,R3=4,R4=3,执行指令SUBS R2,R3,R4,LSR #2后,寄存器R2,R3的值分别是多少?(4分) R2=3,R3=4 3、有如下程序段,画出程序流程图,并回答执行程序以后R0的值是多少。(8分) num EQU 2

《嵌入式系统A》课程教学大纲

《嵌入式系统A》课程教学大纲 大纲执笔人:何青大纲审核人: 课程编号:08100D0735 英文名称:Embedded System A 学分: 3 总学时:48。其中,讲授38学时,实验10 学时。 适用专业:自动化专业 先修课程:微机原理与接口技术、单片机原理与接口技术、C程序设计语言。 一、课程性质与教学目的 嵌入式系统是自动化专业的专业必修课。随着后PC时代的到来,以高速度、高可靠、低功耗为特征的嵌入式系统的应用日益广泛和深入,嵌入式系统设计在自动化专业课程体系中的地位愈发重要。嵌入式系统是继IT网络技术和单片机技术之后,又一个新的技术发展方向。本课程将向学生系统介绍嵌入式系统设计知识。通过本课程的学习,学生可以系统地掌握嵌入式系统的概念和和基本原理、ARM体系结构特点、嵌入式系统设计的一般原理及方法、以及嵌入式操作系统的基本原理及应用等,掌握这一新的实用设计技术,为学生走向工作岗位提供有力的技术能力保障。 目前嵌入式系统技术已被广泛地应用于工业控制系统、信息家电、通信设备、医疗仪器、智能仪器仪表等众多领域。如手机、PDA、MP3、手持设备、智能电话、机顶盒等,可以说嵌入式系统无处不在。本课程讲述当前主流的嵌入式处理器—32位ARM微处理器和实时操作系统μC/OS,介绍嵌入式系统的基本原理和应用及设计方法。通过本课程的学习,着重培养学生的实际动手能力,使学生掌握ARM的系统结构、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、应用及开发技术等。使学生在工作中具有利用嵌入式系统开发产品和解决实际问题的基本能力。 二、基本要求 1、掌握嵌入式系统技术的基本原理。 2、了解并掌握ARM的系统结构、指令系统、程序设计方法、系统扩展方法、应用

嵌入式系统复习提纲

嵌入式系统复习提纲 第一章绪论 1.嵌入式系统的定义 (1)广义:根据IEEE(电气和电子工程师协会)的定义,嵌入式系统是“用来控制或监视机器、装置或工厂等大规模系统的设备”。 (2)狭义:国内嵌入式行业一个普遍被认同的定义,即以应用为中心,以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 2.嵌入式实时操作系统 嵌入式实时操作系统是指在限定的时间内对输入进行快速处理并做出响应的嵌入式操作系统。 3.当前最常见的源码开放的嵌入式操作系统有哪些,请举出两例,并分析其特点。 (1)嵌入式Linux,特点:源代码开放、开发工具多、内核小、功能强大、运行稳定、效率高等 (2)μC/OS-II,特点:源代码公开、可移植性、可固化、可裁剪、占先式、多任务、可确定性 第二章ARM技术与ARM体系结构 1.ARM的含义 ARM通常具有如下三种含义: (1)ARM是Advanced RISC Machine Limited的简称(代表一个公司); (2)ARM是Advanced RISC Machine Limited公司的产品,该产品以IP Core(知识产权核)的形式提供,并可泛指许多半导体厂商购买了这种知识产权后生产出来的“ARM处理器系列的芯片以及衍生品”(代表一类微处理器的通称); (3)ARM是一种RISC MPU/MCU(微处理器/微控制器)的体系结构,如同X86架构是一种CISC结构一样,另外,还有MIPS架构,PowerPC架构等(代表一种技术)。 2.ARM内核版本命名规则 见课本P12 3.流水线内核结构 ARM7采用了三条流水线的内核结构,三级流水线分别为取指(Fetch)、译码(Decode)、执行(Excute) ARM920,在指令操作上采用五级流水线,即取指、译码、执行、存储器访问(简称:访存)和寄存器回写(简称:回写) 4.ARM处理器的工作模式 ARM处理器共有七种工作模式,即用户模式(USR),快速中断模式(FIQ),普通中断模式(IRQ),管理模式(SVC),终止模式(ABT),未定义指令异常模式(UND)和系统模式(SYS),除用户模式外,其他6种处理器模式可以称为特权模式,在6种特权模式中,除了系统模式外,其他5中特权模式又称为异常模式,每种异常都对应有自己的异常处理入口点。 5.ARM内部寄存器 在ARM处理器内部共有37个寄存器,这些寄存器包括以下两类寄存器: 31个通用寄存器:包括程序计数器PC等,这些寄存器都是32位的寄存器

嵌入式系统的应用分析

嵌入式系统的应用分析 IT及IC行业中,嵌入式系统已经开始进行普及和发展。作为上述两种领域中的重点技术,嵌入式方案在我国电子技术,软件开发以及计算机应用技术的发展过程中,正在逐渐的广泛应用,并且取得了非常好的效果。文章主要针对嵌入式系统的具体实际应用进行详细的分析以及阐述。通过文章的阐述以及分析能够更好的提升嵌入式系统的发展,同时也为电子行业的发展以及创新贡献力量。 标签:嵌入式系统;软件;硬件;应用 在国际领域,嵌入式主要是针对三种系统的一种装置。第一种是监视系统;第二種是控制系统;第三种是辅助操作系统。伴随着世界范围内的嵌入式发展,嵌入式的发展正在不断的提速之中,在我国的很多领域中嵌入式有着非常广泛的应用。在现阶段我国的嵌入式主要指的是为了实现我国很多方面的具体应用能够有效的实现,需要按照相应的计算机程序技术来在硬件或者软件方面进行有效的裁剪来适应我国各方面的发展需求。嵌入式四大主要特点:第一个是嵌入式具有非常高的可靠性;第二个是嵌入式设计成本非常的低;第三个是嵌入式的体积非常小;第四个是嵌入式具有非常低的能耗。基于上述四个特点,才使得嵌入式在我国的计算机系统中有着非常广泛的应用。嵌入式系统主要包含了四个方面:第一个是微处理器;第二个存储器;第三个是设备接口;第四个是I/O接口。在我国的嵌入式研发过程中,要求相关设计工程师在标准的微式处理器相应的配置中来设计针对性的电源电路;相应的存储器以及相应的时钟电路。上述的内容就形成了传统意义上的控制单元,实际应用中称之为核心板。在核心板中,通过针对性的裁剪来实现需要的嵌入式操作系统,进而来适应程序存储。文章主要是针对嵌入式在我国的具体应用来进行分析,同时和实际相结合的方式来进行系统性的阐述以及分析。 1 嵌入式系统主要内容 文章主要从三个角度对嵌入式的主要内容详细阐述和分析。第一个是嵌入式的硬件系统。第二个是嵌入式的软件系统。第三个是嵌入式系统的具体应用系统。 1.1 嵌入式硬件系统 微处理器,是嵌入式系统的主要核心处理单元。通常意义上,嵌入式系统采用了两种硬件构架。第一种是哈弗构架的嵌入式处理系统;第二种是冯诺依曼嵌入式处理系统。在硬件指令配置上采用的是精简处理过的复杂指令。微处理器的主要指令系统就是精简的嵌入式指令系统,精简的指令系统能够有效的保障整个系统的数据正常运行,同时还能够有效的保障系统运行速度。最主要的是能够有效的提升嵌入式系统的稳定性以及相应的系统可靠性。 嵌入式系统中的存储器主要的作用就是来进行各种系统的代码存储。目前而言是一种非常科学并且完善的系统。主要的构成有三部分:第一种是CACHE系

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